30-минутная тайна
Теплообменник из ПТФЭ в ванне цинкования нагревает раствор от 25 градусов до заданного значения 55 градусов. Первые 30 минут нагрев протекает нормально. Температура повышается с ожидаемой скоростью. Давление пара стабильно держится на уровне 3 бар (изб.). Затем, без каких-либо изменений в подаче пара или положении регулирующего клапана, скорость нагрева снижается. Температура ванны стабилизируется на отметке 48 градусов. Теплообменник не может достичь заданного значения, несмотря на продолжающийся поток пара.
Одно и то же поведение повторяется каждый день. Холодный старт: нормальный нагрев в течение 30 минут, затем потеря мощности. Эта закономерность указывает на состояние, которое развивается внутри обменника в процессе его работы-состояние, которое не существует при запуске, но накапливается в течение первых получаса-часов работы.
Эту отсроченную потерю производительности могут вызвать три механизма: постепенное затопление конденсатом, подушка не-неконденсируемого газа или изменения-побочного потока технологического процесса. Систематическая диагностика позволяет определить, какой механизм за это отвечает.
Механизм 1: Прогрессирующее заводнение конденсатом
При запуске теплообменник холодный. Пар быстро конденсируется, и нагрузка конденсата высока. Конденсатоотводчик адекватно справляется с высокой нагрузкой, поскольку конденсат холодный и не вспыхивает. По мере прогрева теплообменника температура конденсата повышается. При температуре, близкой к -насыщению, часть конденсата при прохождении через ловушку превращается в пар. Выпаренный пар занимает объем в конденсатоотводчике и конденсатопроводе, снижая эффективную производительность по сбросу конденсата.
Если линия возврата конденсата имеет незначительный размер, добавленный объем пара мгновенного испарения создает противодавление. Противодавление заставляет конденсат возвращаться в нижние трубки теплообменника. Залитые трубы перестают передавать тепло. Эффективная площадь поверхности уменьшается. Тепловая мощность падает.
Диагностический признак: температура конденсата на входе в ловушку равна насыщению или близка к нему. Ловушка быстро вращается или остается открытой постоянно. Линия возврата конденсата кажется горячей далеко ниже по потоку, что указывает на выброс пара. Временное увеличение вентиляции конденсатной линии кратковременно восстанавливает производительность.
Механизм 2: Не-газовая оболочка без конденсации
Воздух, углекислый газ и другие не-конденсирующиеся газы попадают в паровую систему во время запуска котла, через вакуумные выключатели или в результате разложения при химической обработке. Когда пар попадает в теплообменник, эти газы не конденсируются. Они скапливаются в верхних частях трубок, образуя застойную газовую подушку.
Газовая подушка изолирует стенку трубы от пара. Теплопередача через газонаполненную-секцию падает почти до нуля. Оболочки трубок не вносят никакого вклада в общую тепловую мощность. По мере накопления большего количества газа покрытая зона расширяется, а мощность постепенно снижается.
Диагностический признак: температура поверхности трубок, измеренная с помощью инфракрасной термометрии или контактного зонда, значительно ниже в верхней части трубок, чем возле впускного отверстия для пара. Газовая подушка занимает самые высокие точки. Если на мгновение открыть термостатическое вентиляционное отверстие в верхней точке теплообменника, произойдет выброс газа и немедленное восстановление производительности.
Таблица 1. Диагностическая дифференциация механизмов отсроченной потери работоспособности
| Симптом | Конденсатное затопление | Газовое одеяло | Обработать-стороннее изменение |
|---|---|---|---|
| Время потери мощности | Постепенно в течение 20-40 мин. | Постепенно в течение 20-60 мин. | Связано с производственной деятельностью |
| Профиль температуры стенки трубы | Прохладно внизу (затопленная зона) | Холодный вверху (газовый карман) | Равномерно круто |
| Температура конденсата | Близкое к насыщению; горячая обратная линия | Нормальный | Нормальный |
| Реакция на вентиляцию | Нет немедленного улучшения | Немедленное восстановление мощности | Нет ответа |
| Реакция на обход ловушки | Временное улучшение | Нет улучшений | Нет ответа |
| Давление пара на входе | Может увеличиться (противодавление) | Нормальный или слегка повышенный | Нормальный |
| Характер начала | Одинаковые сроки в каждом цикле | Время варьируется в зависимости от работы котла. | Зависит от графика производства |
Механизм 3: Процесс-изменения побочных потоков
Если теплообменник обслуживает рециркуляционную систему, изменение бокового потока-процесса может имитировать потерю производительности. Постоянно засоряющийся сетчатый фильтр насоса, закрывающийся клапан или перегруженный фильтр снижают скорость потока через теплообменник. Уменьшенный поток снижает коэффициент теплопередачи, и теплообменник теряет производительность.
Диагностический признак: расходомер-со стороны процесса (если установлен) показывает снижение расхода. Падение давления на стороне процесса-на теплообменнике ниже базового значения. Проблема развивается в течение нескольких дней или недель, а не минут, что отличает ее от наводнения или газовой подушки.
Краткое содержание
Замедленная потеря производительности в теплообменнике из ПТФЭ-обычный нагрев с последующим снижением через 30 минут-чаще всего вызвана прогрессирующим затоплением конденсатом, поскольку пар мгновенного испарения снижает емкость ловушки, или скоплением не-неконденсируемого газа, покрывающим поверхности труб. Профиль температуры стенки трубки и реакция на вентиляцию различают эти два механизма.
Затопление конденсатом приводит к снижению температуры в нижней части трубы и реагирует на обход ловушки. Газовая подушка вызывает низкую температуру в верхушках труб и реагирует на вентиляцию. Изменения в потоке-со стороны процесса развиваются в течение более длительных периодов времени и выявляются путем измерения потока.
Инженерная поддержка по устранению неполадок теплообменника из ПТФЭ доступна после предоставления данных о тенденциях рабочей температуры, конфигурации конденсатной системы, данных о качестве пара и любых наблюдаемых изменениях в технологическом-боковом потоке.
